Samsung muestra sus avances con SOM, la memoria que podría terminar con los SSD: ¿Windows almacenado en la RAM de tu PC o portátil? Con estos materiales está cerca

La memoria SOM, o Selector-Only Memory, es una tecnología emergente patentada por Samsung y SK Hynix que integra características de memoria no volátil (NAND Flash) con la velocidad de lectura y escritura similar a la de la memoria DRAM, además de permitir una disposición en capas que facilita la construcción de estructuras más densas. Samsung, junto con SK Hynix, han aprovechado herramientas de modelado informático (se especula con el uso de la IA) para acelerar la elección de los materiales ideales en su desarrollo. Esta memoria tendría las ventajas de los SSD y de la RAM, donde podría cambiar el paradigma de los PC y los servidores. ¿Windows almacenado en RAM y usado desde allí? Samsung está más cerca de esta idea.

La compañía presentará sus avances en la Reunión Internacional de Dispositivos Electrónicos (IEDM) de este año, un evento anual que reunirá a especialistas en San Francisco en diciembre y el sector está muy entusiasmado con esta memoria, porque podría significar la simplificación del sector de portátiles, PC y servidores sin perder prácticamente rendimiento o capacidad.

Samsung Selector-Only Memory, la memoria que pretende aunar SSD y RAM en un solo dispositivo

SOM se construye bajo el principio de arquitecturas de memoria Cross-Point, un concepto en el que según explica Samsung, se apilan electrodos cruzados en diferentes capas para formar la memoria. Este diseño es compartido también por otras memorias avanzadas como las de cambio de fase (PCM) y RRAM, que dependen de un selector para gestionar la dirección de corriente. Sin un selector eficiente, es probable que la corriente busque rutas no deseadas, eludiendo la celda de memoria objetivo.

Normalmente, se utilizan dispositivos como interruptores de umbral ovónicos (OTS) hechos de seleniuro de germanio, que cumplen la función de estos selectores al bloquear o permitir el paso de corriente en función de la celda a activar.

Recientemente, los científicos han comenzado a investigar la posibilidad de utilizar los materiales del selector no solo para seleccionar, sino también como medio de almacenamiento en sí mismos. Así, han abierto la puerta a nuevas opciones de memoria no volátil, que podrían mejorar los niveles de eficiencia y fiabilidad en comparación con las opciones actuales.

La investigación de materiales avanzada acerca a Samsung al primer prototipo

Hasta ahora, los experimentos con SOM se han limitado a calcogenuros amorfos compuestos de elementos como germanio (Ge), arsénico (As) y selenio (Se). Sin embargo, Samsung ha identificado miles de posibles combinaciones de materiales calcogenuros que podrían producir sistemas SOM más compactos, veloces, estables y energéticamente eficientes.

Desarrollar estas combinaciones de forma experimental sería costoso y demandaría mucho tiempo. Por ello, Samsung ha optado por emplear modelos computacionales avanzados para prever el comportamiento de diferentes mezclas de calcogenuros.

A través de simulaciones detalladas, se cree que usando IA, han explorado factores como la deriva del voltaje de umbral y la estabilidad de la "ventana de memoria" (la diferencia de voltaje entre los estados de encendido y apagado de la celda), centrándose en cómo estos afectan tanto al selector como a la memoria. De esta manera, los investigadores han establecido criterios para identificar combinaciones prometedoras de materiales sin tener que recurrir a pruebas físicas exhaustivas. Sobra decir que esto acelera mucho el trabajo y adelanta tiempo en el desarrollo de esta memoria Selector-Only Memory.

En 2023 Samsung ya mostró una memoria SOM con 64 GB, ¿qué mostrará en diciembre?

Los modelos han incluido análisis de la estabilidad térmica, características de los enlaces entre materiales, propiedades eléctricas y fiabilidad general del dispositivo. Los investigadores esperan descubrir configuraciones de materiales que podrían generar un rendimiento superior en aplicaciones de memoria no volátil, revelando características que podrían pasar desapercibidas en pruebas convencionales de laboratorio.

Un artículo en IEDM 2023 detalla un avance significativo de Samsung: una memoria SOM basada en OTS con una capacidad de 64 Gbit y una dimensión de celda de solo 16 nanómetros, demostrando la capacidad de alcanzar densidades de almacenamiento muy altas.

En conclusión, el avance de la memoria SOM conlleva una combinación de innovaciones tanto en materiales como en estrategias de modelado. Samsung, al emplear modelado informático para predecir el comportamiento de combinaciones de calcogenuros, ha abierto una vía más rápida y económica hacia el desarrollo de memorias más avanzadas.

Asimismo, el análisis a nivel de enlaces atómicos que lleva a cabo IMEC brinda un entendimiento más profundo de los fenómenos físicos detrás del funcionamiento de estos selectores. Esta colaboración de modelado y experimentación promete posicionar la tecnología SOM como una opción competitiva en el mercado de memorias, con aplicaciones que podrían revolucionar la capacidad y eficiencia en el almacenamiento de datos no volátil.